Este curso faz parte do Programa de cursos integrados Spacecraft Dynamics and Control

4.8
estrelas
122 classificações

Hanspeter Schaub

9.334 já se inscreveram

oferecido por

Programa de cursos integrados Spacecraft Dynamics and ControlUniversidade do Colorado em Boulder

Informações sobre o curso

5.939 visualizações recentes

As they tumble through space, objects like spacecraft move in dynamical ways. Understanding and predicting the equations that represent that motion is critical to the safety and efficacy of spacecraft mission development. Kinetics: Modeling the Motions of Spacecraft trains your skills in topics like rigid body angular momentum and kinetic energy expression shown in a coordinate frame agnostic manner, single and dual rigid body systems tumbling without the forces of external torque, how differential gravity across a rigid body is approximated to the first order to study disturbances in both the attitude and orbital motion, and how these systems change when general momentum exchange devices are introduced.
After this course, you will be able to...

*Derive from basic angular momentum formulation the rotational equations of motion and predict and determine torque-free motion equilibria and associated stabilities
* Develop equations of motion for a rigid body with multiple spinning components and derive and apply the gravity gradient torque
* Apply the static stability conditions of a dual-spinner configuration and predict changes as momentum exchange devices are introduced
* Derive equations of motion for systems in which various momentum exchange devices are present

Please note: this is an advanced course, best suited for working engineers or students with college-level knowledge in mathematics and physics.

Prazos flexíveis

Redefinir os prazos de acordo com sua programação.

Certificados compartilháveis

Tenha o certificado após a conclusão

100% on-line

Comece imediatamente e aprenda em seu próprio cronograma.

Curso 2 de 4 no

Programa de cursos integrados Spacecraft Dynamics and Control

Nível avançado

Aprox. 21 horas para completar

Inglês

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Instrutores

Classificação do instrutor

4,88/5 (25 classificações)

Hanspeter Schaub

Glenn L. Murphy Chair in Engineering, Professor

Department of Aerospace Engineering Sciences

27.845 aprendizes

7 Cursos

oferecido por

Universidade do Colorado em Boulder

Veja como os funcionários das principais empresas estão se especializando em habilidades sob demanda

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Programa - O que você aprenderá com este curso

Semana

Semana 1

6 horas para concluir

Continuous Systems and Rigid Bodies

6 horas para concluir

19 vídeos (Total 158 mín.)

19 videos

Kinetics: Course Introduction1min

Module 1 Introduction53s

Overview of Kinetics2min

1: Continuous System Super Particle Theorem13min

2: Continuous System Kinetic Energy9min

3: Continuous System Linear Momentum2min

4: Continuous System Angular Momentum7min

Optional Review: Continuous Momentum and Energy Properties19min

5: Rigid Body Angular Momentum6min

6: Rigid Body Inertia Tensor3min

6.1: Rigid Body Inertia about Alternate Points3min

6.2: Rigid Body Inertia about Alternate Body Axes6min

7: Rigid Body Kinetic Energy6min

8: Rigid Body Equations of Motion13min

8.1: Integrating Rigid Body Equations of Motion1min

8.2 Example: Slender Rod Falling19min

(Tips for Solving Spring Particle Systems)5min

Optional Review: Rigid Body Properties14min

Optional Review: Rigid Body Equations of Motion19min

9 exercícios práticos

Concept Check 1 - Super Particle Theorem30min

Concept Check 2 - Kinetic Energy40min

Concept Check 3 - Linear Momentum5min

Concept Check 4 - Angular Momentum5min

Concept Check 5 - Rigid Body Angular Momentum10min

Concept Check 6 - Parallel Axis Theorem6min

Concept Check 6.1 - Coordinate Transformation30min

Concept Check 7 - Kinetic Energy8min

Concept Check 8 - Equations of Motion40min

Semana

Semana 2

7 horas para concluir

Torque Free Motion

The motion of a single or dual rigid body system is explored when no external torques are acting on it. Large scale tumbling motions are studied through polhode plots, while analytical rate solutions are explored for axi-symmetric and general spacecraft shapes. Finally, the dual-spinner dynamical system illustrates how the associated gyroscopics can be exploited to stabilize any principal axis spin.

7 horas para concluir

17 vídeos (Total 166 mín.)

17 videos

Module 2 Introduction1min

1: Torque Free Motion Polhode Plots33min

1.1 Example: Special Polhode Plots3min

2: Torque Free Motion Axisymmetric Solution5min

3: Torque Free Motion General Inertia Case14min

4: Torque Free Motion Integrals of Motion6min

5: Torque Free Motion Phase Space Plots9min

5 Example: Phase Space Plots for Varying Energy Levels4min

6: Torque Free Motion Attitude Precession11min

6 Example: Phase Space Plot of Duffing Equation4min

Optional Review: Torque Free Motion10min

7: Dual Spinner Equations of Motion11min

8: Dual Spinner Spin Equilibria7min

9: Dual Spinner Linear Stability11min

9 Example: Dual Spinner Stability10min

9.1: Spin Up Considerations13min

Optional Review: Dual Spinner EOM and Equilibria7min

9 exercícios práticos

Concept Check 1 - Rigid Body Polhode Plots30min

Concept Check 2 - Torque Free Motion with Axisymmetric Body30min

Concept Check 3 - Torque Free Motion General Inertia1h 10min

Concept Check 4 - Torque Free Motion Integrals of Motion30min

Concept Check 5 - Torque Free Motion Phase Space Plots30min

Concept Check 6 - Torque Free Motion Precession15min

Concept Check 7 - Dual Spinner Equations of Motion15min

Concept Check 8 - Dual Spinner Equilibria30min

Concept Check 9 - Dual Spinner Linear Stability25min

Semana

Semana 3

2 horas para concluir

Gravity Gradients

2 horas para concluir

7 vídeos (Total 77 mín.)

7 videos

Module 3 Introduction1min

1: Gravity Gradient Torque Development19min

1.1: Gravity Gradient Torque in Body Frame7min

1.2: Gravity Gradient Net Spacecraft Force9min

2: Gravity Gradient Relative Equilibria Orientations10min

3: Gravity Gradient Linear Stability about Equilibria22min

Extra Example: Gravity Gradient Polar Pear Mission5min

3 exercícios práticos

Concept Check 1 - Gravity Gradient Derivation15min

Concept Check 2 - Gravity Gradient Equilibria6min

Concept Check 3 - Gravity Gradient Linear Stability30min

Semana

Semana 4

6 horas para concluir

Equations of Motion with Momentum Exchange Devices

6 horas para concluir

7 vídeos (Total 95 mín.)

7 videos

Module 4 Introduction1min

1: Introduction to Momentum Exchange Devices2min

1.2: Overview of Momentum Control Devices16min

2: VSCMG Equations of Motion Development41min

3: VSCMG Motor Torque Equations8min

4: VSCMG EOM Variations9min

Optional Review of Momentum Exchange Devices15min

4 exercícios práticos

Concept Check 1 - Overview of Momentum Exchange Devices30min

Concept Check 2 - VSCMG Equations of Motion1h

Concept Check 3 - VSCMG Motor Torque Equations30min

Concept Check 4 - VSCMG EOM Variations30min

Avaliações

4.8

28 avaliações

5 stars
84,42%
4 stars
13,93%
3 stars
1,63%

Principais avaliações do KINETICS: STUDYING SPACECRAFT MOTION

por JP22 de set de 2020

A good course to understand concept and practical evaluation process to useit on field.

por MK28 de ago de 2020

great lectures highly recommended for space enthusiasts

por NB25 de fev de 2019

excellent course content with knowledgeable professor. Challenging to learn and focused on both analytical theory and practical example.

por OM30 de abr de 2021

Great course, interesting and well taught.

For future updates to the course my suggestion is to give a computational example regarding the material covered in week 4

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Sobre Programa de cursos integrados Spacecraft Dynamics and Control

Spacecraft Dynamics and Control covers three core topic areas: the description of the motion and rates of motion of rigid bodies (Kinematics), developing the equations of motion that prediction the movement of rigid bodies taking into account mass, torque, and inertia (Kinetics), and finally non-linear controls to program specific orientations and achieve precise aiming goals in three-dimensional space (Control). The specialization invites learners to develop competency in these three areas through targeted content delivery, continuous concept reinforcement, and project applications.

Perguntas Frequentes – FAQ

Quando terei acesso às palestras e às tarefas?
O acesso a palestras e tarefas depende do tipo de inscrição. Se você participar de um curso como ouvinte, você poderá ver quase todo o conteúdo do curso gratuitamente. Para acessar tarefas valendo nota e obter um Certificado, você precisará adquirir a experiência do Certificado, durante ou após a participação como ouvinte. Se você não vir a opção de participar como ouvinte:
o curso pode não oferecer essa opção. Você pode experimentar um teste gratuito ou solicitar o auxílio financeiro.
Em vez disso, o curso pode oferecer 'Curso completo, sem Certificado'. Com esta opção, é possível ver todo o conteúdo do curso, enviar as avaliações necessárias e obter uma nota final. Isso também significa que você não poderá comprar uma experiência de Certificado.
O que recebo ao me inscrever nesta Especialização?
Quando você se inscreve no curso, tem acesso a todos os cursos na Especialização e pode obter um certificado quando concluir o trabalho. Seu Certificado eletrônico será adicionado à sua página de Participações e você poderá imprimi-lo ou adicioná-lo ao seu perfil no LinkedIn. Se quiser apenas ler e assistir o conteúdo do curso, você poderá frequentá-lo como ouvinte sem custo.
Existe algum auxílio financeiro disponível?
Sim. Em programas de aprendizado selecionados, você pode solicitar auxílio financeiro ou uma bolsa de estudos caso não consiga pagar a taxa de inscrição. Se o auxílio financeiro ou bolsa de estudos estiver disponível para a seleção do seu programa de aprendizado, você encontrará um link para se inscrever na página de descrição.

Mais dúvidas? Visite o Central de Ajuda ao estudante.

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Kinetics: Studying Spacecraft Motion

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